Способ рекультивации открытых горных выработок

Способ рекультивации открытых горных выработок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли промышленности и служит для снижения площади нарушенных земель, объемов рекультивации открытых горных выработок, а также обеспечения доступа к вскрытым запасам для отработки их подземным способом.

Известен способ разработки крутопадающих пластов открытым способом, включающий проведение выездной и разрезной траншей в покрывающих породах, проведение въездной и разрезной траншей по пласту полезного ископаемого с последующей отработкой одного или обоих бортов разрезных траншей в направлении простирания пласта [1], в котором рекультивация поверхности проводится после отработки запасов, в неотработанных пластах.

Недостатком способа являются высокие затраты на последующую доработку запасов подземным способом, оставленных на дне разрезной траншеи и бортах, связанные с необходимостью вскрытия нижних горизонтов подземными выработками - стволами и квершлагами.

Известен комбинированный способ разработки месторождений полезных ископаемых, где верхние горизонты месторождения отрабатываются карьером, а нижние - открыто-подземными и подземными ярусами [2].

Недостатком способа является отсутствие возможности проведения работ по рекультивации поверхности при подземной разработке месторождения.

Известен способ рекультивации земель [3], включающий формирование почвенного слоя отличающийся тем, что почвенный слой формируют внесением в грунт после предварительного борования сложной травосмеси видов растений олиготрофной природы с широким экологическим диапазоном, при этом используют травосмесь, состоящую из трех групп основных видов растений или их замещающих.

Известен способ рекультивации земель [4], включающий формирование почвенного слоя внесением в голый грунт после предварительного борования сложной травосмеси, состоящей из трех групп основных видов растений или их замещающих, при этом при замещении определяют минимальную массу семян видов в каждой группе по формуле: m=ga/2/b, где m - минимальная масса семян, а - количество видов в группе, g - удельный вес семян, b - количество видов в группе реальной смеси.

Известен способ рекультивации нарушенных при добычи земель [5], включающий планировку поверхности, внесение угольных отходов перед вспашкой, посев семян растений и инокуляцию штаммом с посевом семян растений, при этом культуру берут в количестве 100-200 г/га.

Известен способ восстановления нарушенных земель при открытой разработке месторождений [6], включающий раздельную выемку, перемещение и складирование в отдельные ленточные отвалы почвенного слоя и вскрышных пород, обработку карьерного поля и его выравнивание вскрышными породами, укладывание геотекстильного нетканого материала из синтетических волокон, размещение семян трав и засыпку почвенным слоем высотой 50-100 мм, на поверхность которого наносится химический мелиорант.

Общим недостатком указанных способов является отсутствие или трудность доступа к оставленным подземным запасам после проведения работ по рекультивации.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ разработки верхних горизонтов полезных ископаемых [7], в котором вскрытие месторождения и последующую выемку полезного ископаемого производят параллельными траншеями, верхние контуры которых удалены друг от друга на определенное расстояние, а вскрытие осуществляют поэтапно углубленными траншеями с выемкой межтраншейного массива открытыми работами в направлении к центру до полного слияния в один котлован к моменту достижения конечного значения глубины эффективной выемки месторождения, которое вынимают подземными работами погоризонтно в направлениях от внешних бортов траншей к границам месторождения.

Недостатком способа является длительная неблагоприятная экологическая обстановка в горнодобывающих районах из-за отсутствия возможности проведения работ по рекультивации поверхности при отработке оставленных запасов подземным способом.

Сравнение предлагаемого решения с прототипом и аналогичными решениями, известными из существующего уровня техники, позволяет установить его соответствие критериям патентоспособности "новизна" и "изобретательский уровень".

Задачами предлагаемого изобретения является совмещение процессов добычи угля с рекультивацией земель и сохранение доступа к вскрытым запасам для последующей их доработки.

Решение поставленной задачи достигается тем, что при закладке пород в открытые горные выработки с поверхности земли формируют наклонную траншею к оставляемой открытой части обнаженного выхода пласта в бортах горной выработки, которая обеспечивает доступ и последующую подземную отработку оставленных запасов месторождения и будет являться частью промплощадки, а при рекультивации горных выработок с запасами углей, склонных к самовозгоранию производят изоляцию оставляемой открытой части обнаженного выхода пласта в бортах горной выработки, при этом делают антипирогенную обработку обнаженного выхода пласта в бортах горных выработок, а при затоплении оставляемой траншеи ее борта формируют из водонеразмокаемых горных пород.

Сущность способа поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен общий вид сверху шахтного поля разреза до рекультивации.

На фиг.2 представлен общий вид сверху шахтного поля разреза после рекультивации.

На фиг.3 представлен вид сбоку шахтного поля разреза после рекультивации.

На фиг.4-5 представлены варианты видов сбоку шахтного поля разреза после рекультивации при изоляции пластов глинистым раствором и затоплении траншеи.

Способ рекультивации открытых горных выработок реализуется следующим образом.

На вскрытой разрезной траншее 1 с учетом рельефа местности, удобства подъезда транспорта и обеспечения шахтного водоотлива выбирают место заложения промплощадки для последующей отработки запасов подземным способом и высолаживают борт разреза, породу из высоложенного борта разреза, вскрышные породы с бортов, а также плодородный слой укладывают на внутренние отвалы отработанного шахтного поля 3, т.е. производят инженерную рекультивацию (планировку) 4, а затем проводят биологическую рекультивацию совместно с отработкой основных запасов из разрезной траншеи.

При консервации оставшихся запасов, склонных к самовозгоранию, выходы пластов обрабатывают антипирогенами и изолируют глинистым раствором 6, а при затоплении выходов пластов 7 водой 8 борта траншеи 9 формируют из водонеразмокаемых пород.

Предлагаемый способ позволяет сократить сроки рекультивации земель и обеспечить доступ к вскрытым запасам для отработки их поземным способом.

Литература

1. Горное дело / Ю.П.Астафьев, В.Г.Банзнюков, О.Г.Шепун, Г.С.Сулима, B.C.Полянский. - М.: Недра, 1980. - С.14-15.

2. Комбинированный способ разработки месторождений полезных ископаемых. А.с. СССР №1439240, М.Кл. E21C 41/02.

3. Способ рекультивации земель. Патент РФ №95113954, А01В 79/02 Зарубин С.И., Логинов Л.Ф., Рыжук Н.В. и др. 1995.08.03. Публ. 1997.10.10.

4. Способ рекультивации земель. А.С №95113954/13, А01В 79/02. Зарубин С.И., Логинов Л.Ф., Рыжук Н.В. и др. 1995.08.03. Публ. 1998.01.20.

5. Способ рекультивации нарушенных при добыче угля земель. Патент РФ №94023111/15. Красавин А.П., Катаева И.В., Васильева С.В. и др. 1994.06.15. Публ. 1997.02.10.

6. Способ восстановления нарушенных при открытой разработке месторождений. Патент РФ №96111633/13. Герасимов В.М., Карасев К.И., Рашкин А.В. 1996.06.07. Публ. 1998.04.27.

7. Способ разработки верхних горизонтов полезных ископаемых. Патент РФ №97101942. Атрушкевич А.А., Атрушкевич В.А. и др.

1. Способ рекультивации открытых горных выработок, включающий отделение плодородного слоя при вскрытии запасов полезных ископаемых и складирование горных пород при их отработке, планировку открытых горных выработок закладкой горной породой и нанесение плодородного слоя с восстановлением растительности в соответствии с направлением использования земель, отличающийся тем, что при закладке пород в открытые горные выработки с поверхности земли формируют наклонную траншею к оставляемой открытой части обнаженного выхода пласта в бортах горной выработки, которая обеспечивает доступ и последующую подземную отработку оставленных запасов месторождения и будет являться частью промплощадки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при рекультивации горных выработок с запасами углей, склонных к самовозгоранию, производится изоляция оставляемой открытой части обнаженного выхода пласта в бортах горной выработки.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что производят антипирогенную обработку обнаженного выхода пласта в бортах горных выработок.

4. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что при затоплении оставляемой траншеи ее борта формируют из водонеразмокаемых горных пород.